轴流涡轮的初步设计及性能分析

简介

增压器轴流涡轮快速高效的初步设计可以减短涡轮的设计周期,提升涡轮增压器效率。根据轴流涡轮的热力工作过程建立了合理的数学模型,以最小出口绝对马赫数为目标,对该数学模型进行了约束控制,结合损失模型开发了轴流涡轮的一维设计优化程序,得到涡轮机的几何参数,进行三维建模,整个过程极大地简化了轴流涡轮的设计建模流程,实现了单级增压轴流涡轮的高效设计。利用南京航空航天大学某微型轴流涡轮验证了程序设计与建模方法的可行性,得到性能曲线与文献值吻合较好,流量最大误差在±6.6%以内,总总效率最大误差为1.8%;并将该方法应用于NASA单级轴流涡轮的验证,在40%、70%、100%设计转速下的阻塞流量预测误差不超过1%,从而验证了设计计算程序与建模方法的准确性与可行性,同时显示出较好的预测效果。